Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Brotzeit für Bakterien: der organische Schwefel im Ozean

01.11.2016

Neue Studie zeigt erstmals, wie groß die Menge an organischem Schwefel im Meer ist und welche wichtige Rolle er im marinen Schwefelkreislauf spielt

Während die Kreisläufe von Kohlenstoff, Stickstoff und Phosphor im Ozean gut verstanden sind, wissen Forschende bislang wenig über die Menge und den Abbau von Schwefel. Dazu gehört auch, welchen Einfluss Schwefel auf das Klima und Klimaveränderungen hat, wenn er aus Verbindungen freigesetzt wird. Mit der Rolle des Schwefels haben sich Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler um Kerstin Ksionzek und Prof. Dr. Boris Koch beschäftigt. Ihre Ergebnisse haben sie jetzt in der Zeitschrift Science veröffentlicht.


Die Proben wurden mit Wasserschöpfern an einer CTD-Rosette (engl. für Conductivity – Leitfähigkeit, Temperature – Temperatur und Depth – Tiefe) an Bord des Forschungseisbrechers Polarstern gesammelt.

Foto: MARUM – Zentrum für Marine Umweltwissenschaften, Universität Bremen; K. Ksionzek

Vor allem die Rolle der gelösten organischen Schwefelverbindungen und deren Bedeutung für Klimaveränderungen standen im Fokus der Arbeit, bei der Forschende unter anderen aus dem MARUM – Zentrum für Marine Umweltwissenschaften an der Universität Bremen und dem Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI), Bremerhaven, kooperiert haben.

„Was wir über die Bedeutung von organischem Schwefel im Ozean wissen, ist, dass er ein Grundbaustein für den Aufbau von Proteinen ist, dass Schwefel in großen Mengen von einzelligen Algen aus Sulfat produziert wird und dass Bakterien im Ozean organischen Schwefel als Energiequelle benötigen“, fasst Prof. Dr. Boris Koch zusammen.

Unstrittig ist auch, dass es Schwefelverbindungen im Ozean gibt, die durchaus klimarelevant sind. „Dimethylsulfoniumpropionate – kurz DMSP – ist zum Beispiel eine Schwefelverbindung, die von Algen produziert wird und aus der Dimethylsulfid (DMS) entsteht. DMS ist ein Gas, für den Meeresgeruch verantwortlich und mitbestimmend bei Wolkenbildungsprozessen“, erläutert Kerstin Ksionzek. „Wir haben festgestellt, dass es beim Verständnis des Schwefelkreislaufs im Ozean große Wissenslücken gibt.“

In bisherigen Studien hätten sich Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler auf klimarelevante gasförmige Verbindungen konzentriert. „Es stellt sich nun heraus, dass diese Komponenten weniger als drei Prozent des jährlich durch Algen gebundenen Schwefels ausmachen. Wir wissen jetzt, dass es mindestens 6,7 Milliarden Tonnen gelösten organischen Schwefel im Ozean gibt, der aus den Überresten der marinen Organismen stammt und über dessen Rolle wir nun mehr lernen müssen“, fügt Boris Koch hinzu.

Ein anderes Ergebnis der Studie ist, dass diese Schwefelverbindungen bevorzugt als Energiequelle von Bakterien genutzt werden, organische Schwefelverbindungen also schneller abgebaut werden als organische Kohlenstoffverbindungen ohne Schwefel.

Ausschlaggebend für die Studie waren die Fragen, was mit Schwefelverbindungen passiert, wenn die Algenzellen absterben und wie groß die Menge an organischem Schwefel im Meer überhaupt ist. Was bleibt übrig, wie schnell wird es abgebaut? Werden beim Abbau klimarelevante Gase freigesetzt?

Grundlage für die Daten waren Proben aus dem Ostatlantik, die während einer Expedition mit dem Forschungseisbrecher Polarstern von Bremerhaven über Kapstadt bis zur Antarktis gewonnen wurden. Zurück in den Laboren ermöglichten massenspektrometrische Analysen Aussagen zum Alter, zur Menge und zur Zusammensetzung der Schwefelverbindungen.

„Wir haben uns mit den Überresten des Lebens im Ozean beschäftigt – denn im übertragenen Sinne: Man muss sich auch mit dem Boden beschäftigen, wenn man biochemische Vorgänge an Land verstehen will“, sagt Kerstin Ksionzek.

Die Autorinnen und Autoren gehen davon aus, dass die Ergebnisse Einfluss auf die Arbeit von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern in der marinen Biochemie, Biologie und Mikrobiologie haben werden und in künftige Klimamodelle eingehen könnten.

Originalveröffentlichung:
Kerstin B. Ksionzek, Oliver J. Lechtenfeld, S. Leigh McCallister, Philippe Schmitt-Kopplin, Jana K. Geuer, Walter Geibert, Boris P. Koch: Dissolved organic sulfur in the ocean: Biogeochemistry of a petagram inventory. Science 2016
DOI: 10.1126/science.aaf7796

Kontakt:
Kerstin B. Ksionzek
Ökologische Chemie
Telefon: 0471 4831 1624
E-Mail: Kerstin.Ksionzek@awi.de

Weitere Informationen / Bildmaterial:
Jana Stone
MARUM-Öffentlichkeitsarbeit
Telefon: 0421 218 65541
E-Mail: medien@marum.de

MARUM entschlüsselt mit modernsten Methoden und eingebunden in internationale Projekte die Rolle des Ozeans im System Erde – insbesondere im Hinblick auf den globalen Wandel. Es erfasst die Wechselwirkungen zwischen geologischen und biologischen Prozessen im Meer und liefert Beiträge für eine nachhaltige Nutzung der Ozeane. Das MARUM umfasst das DFG-Forschungszentrum und den Exzellenzcluster „Der Ozean im System Erde“.

Weitere Informationen:

http://www.marum.de/Brotzeit_fuer_Bakterien_der_organische_Schwefel_im_Ozean.htm...

Jana Stone | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Multifunktionaler Mikroschwimmer transportiert Fracht und zerstört sich selbst
26.04.2018 | Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme

nachricht Der lange Irrweg der ADP Ribosylierung
26.04.2018 | Max-Planck-Institut für Biologie des Alterns

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Why we need erasable MRI scans

New technology could allow an MRI contrast agent to 'blink off,' helping doctors diagnose disease

Magnetic resonance imaging, or MRI, is a widely used medical tool for taking pictures of the insides of our body. One way to make MRI scans easier to read is...

Im Focus: Fraunhofer ISE und teamtechnik bringen leitfähiges Kleben für Siliciumsolarzellen zu Industriereife

Das Kleben der Zellverbinder von Hocheffizienz-Solarzellen im industriellen Maßstab ist laut dem Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE und dem Anlagenhersteller teamtechnik marktreif. Als Ergebnis des gemeinsamen Forschungsprojekts »KleVer« ist die Klebetechnologie inzwischen so weit ausgereift, dass sie als alternative Verschaltungstechnologie zum weit verbreiteten Weichlöten angewendet werden kann. Durch die im Vergleich zum Löten wesentlich niedrigeren Prozesstemperaturen können vor allem temperatursensitive Hocheffizienzzellen schonend und materialsparend verschaltet werden.

Dabei ist der Durchsatz in der industriellen Produktion nur geringfügig niedriger als beim Verlöten der Zellen. Die Zuverlässigkeit der Klebeverbindung wurde...

Im Focus: BAM@Hannover Messe: Innovatives 3D-Druckverfahren für die Raumfahrt

Auf der Hannover Messe 2018 präsentiert die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), wie Astronauten in Zukunft Werkzeug oder Ersatzteile per 3D-Druck in der Schwerelosigkeit selbst herstellen können. So können Gewicht und damit auch Transportkosten für Weltraummissionen deutlich reduziert werden. Besucherinnen und Besucher können das innovative additive Fertigungsverfahren auf der Messe live erleben.

Pulverbasierte additive Fertigung unter Schwerelosigkeit heißt das Projekt, bei dem ein Bauteil durch Aufbringen von Pulverschichten und selektivem...

Im Focus: BAM@Hannover Messe: innovative 3D printing method for space flight

At the Hannover Messe 2018, the Bundesanstalt für Materialforschung und-prüfung (BAM) will show how, in the future, astronauts could produce their own tools or spare parts in zero gravity using 3D printing. This will reduce, weight and transport costs for space missions. Visitors can experience the innovative additive manufacturing process live at the fair.

Powder-based additive manufacturing in zero gravity is the name of the project in which a component is produced by applying metallic powder layers and then...

Im Focus: IWS-Ingenieure formen moderne Alu-Bauteile für zukünftige Flugzeuge

Mit Unterdruck zum Leichtbau-Flugzeug

Ingenieure des Fraunhofer-Instituts für Werkstoff- und Strahltechnik (IWS) in Dresden haben in Kooperation mit Industriepartnern ein innovatives Verfahren...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Konferenz »Encoding Cultures. Leben mit intelligenten Maschinen« | 27. & 28.04.2018 ZKM | Karlsruhe

26.04.2018 | Veranstaltungen

Konferenz zur Marktentwicklung von Gigabitnetzen in Deutschland

26.04.2018 | Veranstaltungen

infernum-Tag 2018: Digitalisierung und Nachhaltigkeit

24.04.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Weltrekord an der Uni Paderborn: Optische Datenübertragung mit 128 Gigabits pro Sekunde

26.04.2018 | Informationstechnologie

Multifunktionaler Mikroschwimmer transportiert Fracht und zerstört sich selbst

26.04.2018 | Biowissenschaften Chemie

Berner Mars-Kamera liefert erste farbige Bilder vom Mars

26.04.2018 | Physik Astronomie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics